В пособии изложены постановки и содержание важнейших задач статистической теории нелинейных систем, в том числе задач исследования при случайных воздействиях, фильтрации для классов систем, синтеза регуляторов и статистической идентификации. Описаны основные инженерные методы вероятностного анализа, синтеза и идентификации систем автоматического управления. Пособие является частью общего курса теории автоматического управления, читаемого отдельными разделами студентам МГТУ им Н.Э.Баумана и ОИ АТЭ, ТулГТУ. Предназначено для студентов вузов и факультетов повышения квалификации специальностей, связанных с автоматизацией производственных процессов; полезно так же для научно-технических работников, занимающихся разработкой и эксплуатацией САУ машиностроительной, приборостроительной, ядерной и других отраслей промышленности.